Raideliikenteen aiheuttama rakenteiden värähtely

Abstract

Tässä työssä keskitytään metron aiheuttamaan värähtelyyn maanalaisten tilojen välipohjissa. Työn tavoitteena oli selvittää Lauttasaaren metroaseman varavoimalaitetilan betonivälipohjarakenteen värähtelyominaisuuksia. Tilan vieressä liikennöivien metrojunien aiheuttama välipohjan värähtely mitattiin. Välipohjan kymmenen alinta ominaistaajuutta ja mobiliteetit määritettiin mobiliteettimittausten ja Autodesk Robot-mallinnusohjelmiston avulla. Suurimman mitatun ohiajon nopeusvärähtelyn huippuarvo vpeak oli 0,64 mm/s ja sen taajuussisältö keskittyivät 80-125 Hz:n taajuusalueelle, jolloin rakenteiden vaurioitumisriskit ovat pieniä. Välipohjan alin ominaistaajuus f0 on noin 6 Hz. Pienin poikkeama menetelmien välillä ominaistaajuuksien tapauksessa oli 0,01 Hz ja suurin 4,36 Hz poissulkien toisiksi alinta ominaistaajuutta, jota mallinnus ei ennustanut. Mobiliteettien tapauksessa vastaavanlaiset amplitudit saavutettiin menetelmien kesken saman suuruusluokan herätteillä. Tulosten perusteella käytetyt menetelmät soveltuvat hyvin nykyisten ja uusien kohteiden värähtelyhaittojen arvioinnissa.

This thesis focuses on the vibration induced by metros in floor slabs in underground spaces. The aim was to determine the vibrational properties of a concrete floor slab situated in Lauttasaari metro station’s service facility. The vibration of the slab induced by nearby passing metro trains was measured. Moreover, the ten lowest natural frequencies and the mobilities of the slab were determined using mobility measurements and the modelling software Autodesk Robot. The highest velocity value vpeak measured due to metros was 0.64 mm/s and its prominent frequencies were 80-125 Hz, in which case the risk for structural damages are small. The lowest natural frequency f0 of the slab is approximately 6 Hz. The smallest and largest deviations between the methods in terms of natural frequencies were 0.01 and 4.36 Hz, if the second lowest natural frequency, which the models could not obtain, is not regarded. In the case of mobilities, similar amplitudes were obtained using the methods for impulse forces of the same magnitude. Based on the results obtained, the methods used are suitable for the evaluation of vibration in current and future sites.